Великие химики. В 2-х т. Т. 2 - Калоян Манолов

Это были совершенно новые идеи, идеи об углеродных цепях. Это была революция в теории органических соединений.

Кекуле не только сформулировал версию углеродных цепей, он продолжал разрабатывать теорию структуры органических соединений, исходя из следующей предпосылки: если цепь состоит из га атомов углерода, то они могут соединяться с (2n+2) атомами водорода, а следовательно, состав любого насыщенного углеводорода можно выразить общей формулой? СnН2n+2. Продолжая развивать эту мысль, Кекуле показал, что если одно вещество получается из другого путем простого превращения, можно принять, что атомы углерода в этих соединениях расположены одинаково, а при последовательных превращениях изменяется только место и тип других атомов. В качестве примера Кекуле приводил получение хлористого этила из этилового спирта. Гидроксильная группа в спирте замещается атомом хлора и получается хлористый этил, но взаимное расположение углеродных атомов в двух соединениях одно и то же.

Почти в то же время, в 1858 году, одновременно во Франции и в Англии вышла статья, вызвавшая оживленную дискуссию. В ней никому не известный английский химик Арчибалд. Скотт Купер[85] излагал свою теорию, немногим отличавшуюся; от представлений Кекуле. Приняв четырехвалентность атома углерода, Купер впервые заговорил о структуре органических соединений. Между химическими знаками элементов он ставил по одной черточке, обозначающей единицу сродства и связь между атомами.

Прочитав статью Купера, Кекуле сразу же написал еще одну статью, в которой подчеркнул, что приоритет в установлении четырехвалентности атома углерода и возможности образования цепей принадлежит ему, Кекуле, а не Куперу. В спор о приоритете вмешались и другие ученые — появились статьи Адольфа Вюрца и Александра Бутлерова. Русский ученый утверждал, что заслуга в установлении четырехвалентности атома углерода и его свойств образовывать цепи принадлежит Кекуле. Но, одновременно отмечал Бутлеров, идея существования определенной структуры в молекуле органических соединений и выражение ее посредством структурной формулы принадлежит Куперу. Вместе с тем он резко критиковал некоторые формулы Купера, так как размещение атомов в них делалось, совершенно произвольно и без каких-либо экспериментальных; доказательств.

Это были первые шаги в теории структуры органических; соединений. Критический разбор А. М. Бутлеровым работ Кекуле и Купера способствовал становлению основных положений его теории химического строения органических соединений, которая была создана русским ученым спустя несколько лет.

Весной 1858 года умер Жозеф Мореска, преподаватель химии Гентского университета (Голландия). Было решено пригласить на вакантную должность химика из Германии, так как школа Либиха пользовалась всемирной известностью. Жав Серве Стаc[86], которому было поручено подыскать подходящую» кандидатуру, советовался с Либихом и Бунзеном. Оба рекомендовали Августа Кекуле.

В конце 1858 года Кекуле вместе со своим помощником! Адольфом Байером уехал в Гент.

Весной 1859 года Кекуле навестил Жан Серве Стаc. Убедившись в полном отсутствии условий для научных исследований, он доложил об этом министерству. Через некоторое время началось строительство помещения для химического отделения. Чтобы сэкономить время, Кекуле предложил одновременно приступить к проводке газа.

В Генте ученый продолжил исследовательскую работу. Его по-прежнему занимал вопрос об углеродных цепях. Он считал, что при химических реакциях углеродная цепь остается неизменной. Настало время доказать это опытным путем. Он начал с уксусной кислоты, которая легко превращается в хлоруксусную и далее в гликолевую кислоту. Один из водородных атомов в уксусной кислоте последовательно замещается хлором, а затем гидроксильной группой. Аналогичные превращения происходят и с другими кислотами. Кекуле провел подобные реакции с янтарной, фумаровой и малеиновой кислотами. Так постепенно набирались факты, которые подтверждали его точку зрения: углеродная цепь прочна, устойчива и при химических реакциях остается неизменной.

Систематически занимаясь со студентами, Кекуле пришелк выводу о необходимости создания учебника по органической химии[87]. Работа над учебником ставила ряд новых проблем, поскольку по основным теоретическим вопросам между учеными существовали разногласия. Многие химики не разграничивали понятия «атом», «эквивалент», «молекула», а формулы соединений писали на основе эквивалентных весов. Кекуле же составлял формулы, исходя из атомного веса, но этот принцип не был официально принят другими учеными. Вот почему для одного и того же соединения можно было встретить совершенно различные формулы. Например, для этилового спирта Кекуле давал формулу

а другие химики

так как за основу они принимали соединительный вес кислорода, равный 8, вместо атомного веса 16, а для углерода — 6, вместо 12.

Осенью 1859 года Кекуле поехал в Карлсруэ, чтобы обсудить с Карлом Вельтцином[88] идею о созыве всемирного конгресса химиков. Вельтцин встретил эту мысль с воодушевлением, и двое ученых занялись организацией конгресса. Отправили письма Вюрцу во Францию и Гофману — в Англию с просьбой помочь в подготовке конгресса химиков. Сам Кекуле по возвращении в Гент также начал кропотливую организаторскую работу: уточнялись списки ученых, которые должны присутствовать на конгрессе, процедура заседаний, круг обсуждаемых вопросов. В начале июля 1860 года приглашения были разосланы, а 3 сентября конгресс начал свою работу.

Форум химиков прошел очень успешно, но Кекуле остался недоволен, так как центральной фигурой конгресса оказался итальянец Станислав Канниццаро, а не он, Кекуле, — инициатор конгресса.

Вернувшись в Гент, Кекуле узнал, что строительство лаборатории подходит к концу. Заканчивается и подводка газа. Директор завода светильного газа, господин Дрори, англичанин по происхождению, лично руководил монтажными работами. Он часто заходил к Кекуле отвести душу — поговорить с ним на родном языке, а Кекуле владел английским в совершенстве. Постепенно он сблизился с семьей директора. Дочь директора, красавица Стефания, завладела сердцем молодого ученого.

Девушка получила прекрасное образование. Красота ее нежного, тонкого лица, гибкий и острый ум покорили Кекуле. Молодые люди полюбили друг друга, что называется с первого взгляда. Господин Дрори благосклонно отнесся к предложению Кекуле, но посоветовал отложить свадьбу на лето следующего года, чтобы молодожены смогли во время летнего отпуска Кекуле совершить свадебное путешествие. Кроме того, в ближайшее время Кекуле должен был ехать на съезд естествоиспытателей в Шпейер.

На одном из заседаний съезда 19 сентября 1861 года русский химик А. М. Бутлеров выступил с докладом «О химическом» строении веществ». Кекуле весьма скептически отнесся к новым, структурным формулам, которые, по мнению Бутлерова, выражали не только расположение атомов в молекуле, но и показывали, каково их взаимное влияние. Разочаровавшись в теории типов, Кекуле не принимал и новую теорию Бутлерова. «А ведь и эта теория может оказаться бесплодной, — размышлял ученый. — Может быть, лучше вернуться к старым эмпирическим формулам? Нет, только после того, как все окончательно станет ясным, а главное, накопится достаточно фактов, подтверждающих одну истинную теорию, тогда, возможно, я приму ее…»

Вернувшись в Гент, он продолжил исследование фумаровой и малеиновой кислот. Не было сомнения, что эти кислоты — изомерные соединения. Но как объяснить их изомерию? Опытами было установлено, что молекула фумаровой кислоты присоединяет два атома водорода, в результате чего превращается в молекулу янтарной кислоты. Подобное свойство имеет и этилен: он превращается в этан в результате присоединения двух атомов водорода. Такое свойство кислот до сих пор известно не было. Объяснить это явление с точки зрения теории типов невозможно. Немало бессонных ночей провел ученый, пытаясь найти объяснение, но все усилия пока оказались тщетными. И Кекуле упорно продолжал ставить опыты и изучать свойства других кислот, набирать все больше и больше фактического материала.

Разрядкой огромного душевного напряжения явилась долгожданная свадьба, которая состоялась летом 1862 года. Сколько радости и счастья принесла ему Стефания! Силы его будто удвоились — вернувшись из свадебного путешествия, он работал с еще большим энтузиазмом: проводил опыты с ненасыщенными кислотами, заканчивал рукопись учебника. Но этот счастливый период оказался недолгим: грядущее материнство Стефании принесло тревогу за ее здоровье. Кекуле был очень обеспокоен состоянием жены, которое с каждым днем внушало все-больше опасения. И самые худшие опасения подтвердились — рождение сына стоило жизни матери. Кекуле был безутешен в горе.